Étude de l’effet de l’Amorfrutine B sur les cellules microgliales humaines dans des conditions d’hypoxie/ischémie : effets anti-inflammatoires, potentiel de prolifération et état mitochondrial basés sur la voie PPARγ

Contexte de l’étude

L’hypoxie/ischémie est la principale cause de lésions cérébrales chez les nouveau-nés et les adultes. L’asphyxie périnatale et l’accident vasculaire cérébral ischémique sont les principales causes de mortalité élevée chez les nouveau-nés et les adultes, ces maladies restant un défi majeur dans la médecine actuelle. La principale stratégie de traitement de l’asphyxie périnatale est l’hypothermie, cependant environ 40% des nouveau-nés recevant ce traitement présentent des effets indésirables tels que l’hypotension et l’instabilité hémodynamique cardiopulmonaire. Le traitement conventionnel de l’AVC ischémique est l’activateur tissulaire du plasminogène recombinant (rtPA), mais en raison de sa fenêtre thérapeutique étroite, seuls 1 à 5% des patients peuvent recevoir le traitement dans les 4,5 heures suivant l’apparition des symptômes. Le processus inflammatoire joue un rôle important dans la pathogenèse de l’asphyxie périnatale et de l’AVC, et la régulation de la fonction des cellules microgliales dans le cerveau peut inhiber la neuroinflammation, favorisant ainsi la récupération. Par conséquent, la recherche de moyens thérapeutiques capables de réguler efficacement la fonction microgliale est actuellement un sujet de recherche brûlant.

Source de l’étude

Cette étude a été réalisée par des scientifiques tels que Karolina Przepiórska-Drónska, Agnieszka Wnuk, Bernadeta Angelika Pietrzak-Wawrzyńska, Andrzej Łach, Weronika Biernat, Anna Katarzyna Wójtowicz et Małgorzata Kajta, et les unités de recherche comprennent l’Institut de pharmacologie de l’Académie polonaise des sciences et l’Université d’agriculture de Cracovie. L’article a été publié dans le Journal of Neuroimmune Pharmacology en 2024.

Objectif et signification de l’étude

L’objectif principal de l’étude était d’explorer les effets de l’Amorfrutine B, un régulateur sélectif de PPARγ d’origine végétale, sur les cellules microgliales humaines dans des conditions d’hypoxie/ischémie, en se concentrant particulièrement sur ses effets anti-inflammatoires via la voie PPARγ, ainsi que sur l’état mitochondrial et le potentiel de prolifération. Les études précédentes s’étaient principalement concentrées sur le potentiel neuroprotecteur de l’Amorfrutine B dans des modèles animaux, mais ses effets sur les cellules microgliales n’étaient pas clairs. Compte tenu de l’importance des cellules microgliales dans la réponse aux lésions cérébrales, l’exploration des effets de l’Amorfrutine B sur les cellules microgliales a une importance théorique et pratique significative.

Méthodes de recherche

Construction du modèle expérimental

Pour simuler les conditions d’hypoxie/ischémie, l’équipe de recherche a utilisé la lignée cellulaire microgliale humaine HMC3 et a construit des modèles d’hypoxie et d’ischémie. Les étapes expérimentales spécifiques comprenaient :

1. Modèle d’hypoxie : Les cellules HMC3 ont été exposées à un environnement de 95% d’azote et 5% de dioxyde de carbone pendant 6 heures, puis remises en conditions normales d’oxygène pendant 18 heures de réoxygénation.
2. Modèle d’ischémie : Les cellules HMC3 ont été exposées à un milieu sans glucose, incubées dans un environnement de 95% d’azote et 5% de dioxyde de carbone pendant 6 heures, puis remises en conditions normales d’oxygène et de glucose pendant 18 heures de réoxygénation.

Parallèlement, l’équipe de recherche a utilisé le bleu de méthylène comme contrôle positif pour analyser les effets anti-inflammatoires et neuroprotecteurs de l’Amorfrutine B.

Principales méthodes expérimentales

1. Détermination de la viabilité cellulaire : Utilisation du réactif AlamarBlue™ pour évaluer le taux de survie cellulaire après traitement par hypoxie/ischémie et Amorfrutine B.
2. Détermination de la dégénérescence neuronale : Utilisation de la coloration Fluoro-Jade C pour évaluer le degré de dégénérescence neuronale.
3. Immunofluorescence : Utilisation de l’anticorps Iba1 pour détecter l’état d’activation des cellules microgliales.
4. Détection du potentiel membranaire mitochondrial : Utilisation du colorant JC-1 pour évaluer le potentiel membranaire mitochondrial.
5. Détection des marqueurs inflammatoires : Utilisation de PCR quantitative en temps réel et ELISA pour détecter les niveaux d’ARNm et de protéines d’IL-1β, IL-10 et TNF-α.
6. Détection de la prolifération cellulaire : Utilisation de la méthode d’incorporation de BrdU pour évaluer le potentiel de prolifération des cellules microgliales.
7. Détection de la fonction mitochondriale : Utilisation de la méthode MTT pour évaluer l’activité enzymatique mitochondriale et l’activité métabolique cellulaire.

Méthodes d’analyse des données

Les données ont été traitées statistiquement par analyse de variance (ANOVA), avec le test de Newman-Keuls pour les comparaisons multiples. Une valeur P inférieure à 0,05 indiquait une différence statistiquement significative.

Résultats de la recherche

Effets anti-inflammatoires

L’Amorfrutine B a pu réduire significativement l’intensité de fluorescence Iba1 des cellules microgliales dans des conditions d’hypoxie/ischémie, diminuer l’activité de la caspase-1 et réguler l’expression des facteurs inflammatoires. Spécifiquement : - Diminution de l’expression d’IL-1β et TNF-α : Dans des conditions d’hypoxie, l’expression d’ARNm d’IL-1β a été réduite à 0,77 fois (1 µm Amorfrutine B), 0,50 fois (5 µm Amorfrutine B). L’expression de TNF-α a diminué à 4,90 fois dans des conditions d’hypoxie avec 5 µm d’Amorfrutine B. - Augmentation de l’expression d’IL-10 : IL-10 a augmenté significativement dans des conditions d’hypoxie et d’ischémie, indiquant que l’Amorfrutine B a des effets anti-inflammatoires.

Fonction mitochondriale et potentiel de prolifération

L’Amorfrutine B a pu inverser les changements des paramètres mitochondriaux induits par l’hypoxie/ischémie et réduire le potentiel de prolifération des cellules microgliales. Spécifiquement : - Potentiel membranaire mitochondrial : Dans des conditions d’hypoxie, le potentiel membranaire mitochondrial a augmenté à 175%, et est tombé à 138% après utilisation de 5 µm d’Amorfrutine B. Dans des conditions d’ischémie, le potentiel membranaire mitochondrial a augmenté à 184%, et est tombé à 162% après utilisation de 5 µm d’Amorfrutine B. - Expression de Bcl-2 : Dans des conditions d’hypoxie, l’expression de Bcl-2 a augmenté significativement à 8,88 fois, et est tombée à 2,18 fois et 1,06 fois après utilisation de 1 µm et 5 µm d’Amorfrutine B respectivement. Dans des conditions d’ischémie, l’expression de Bcl-2 a augmenté significativement à 9,88 fois, et est tombée à 5,51 fois et 2,28 fois après utilisation de 1 µm et 5 µm d’Amorfrutine B respectivement. - Potentiel de prolifération cellulaire : Dans des conditions d’hypoxie, le potentiel de prolifération a augmenté à 127%, et est tombé à 110% et 98% après utilisation de 1 µm et 5 µm d’Amorfrutine B respectivement. Dans des conditions d’ischémie, le potentiel de prolifération a augmenté à 163%, et est tombé à 135% après utilisation de 5 µm d’Amorfrutine B.

Effets neuroprotecteurs

L’Amorfrutine B a pu augmenter significativement la viabilité des neurones dans des conditions d’hypoxie/ischémie et réduire la dégénérescence neuronale. Spécifiquement : - Viabilité cellulaire : Dans des conditions d’hypoxie, après application de 1 µm et 5 µm d’Amorfrutine B, la viabilité cellulaire a été restaurée à 86% et 88% respectivement. Dans des conditions d’ischémie, après application de 1 µm et 5 µm d’Amorfrutine B, la viabilité cellulaire a été restaurée à 55% et 53% respectivement. - Dégénérescence neuronale : Dans des conditions d’hypoxie, le niveau de dégénérescence neuronale a augmenté à 124%, et est tombé à 93% et 94% après application de 1 µm et 5 µm d’Amorfrutine B respectivement. Dans des conditions d’ischémie, le niveau de dégénérescence neuronale a augmenté à 120%, et est tombé à 85% et 82% après application de 1 µm et 5 µm d’Amorfrutine B respectivement.

Conclusion et signification de l’étude

Cette étude démontre pour la première fois que l’Amorfrutine B régule l’état d’activation des cellules microgliales humaines dans des conditions d’hypoxie/ischémie via la voie PPARγ, avec des effets significatifs sur l’inflammation, la fonction mitochondriale et le potentiel de prolifération. Ces données étendent le potentiel protecteur de l’Amorfrutine B dans le traitement pharmacologique des lésions cérébrales hypoxiques/ischémiques, non seulement pour les neurones, mais aussi pour les cellules microgliales activées. Les résultats indiquent que l’Amorfrutine B a une valeur scientifique importante et des perspectives d’application, en particulier dans le traitement des lésions cérébrales hypoxiques/ischémiques.

Points saillants

L’Amorfrutine B peut non seulement réguler la réponse inflammatoire des cellules microgliales dans des conditions d’hypoxie/ischémie, mais aussi améliorer la fonction mitochondriale et réduire le potentiel de prolifération cellulaire. De plus, l’Amorfrutine B a des effets neuroprotecteurs significatifs, pouvant augmenter considérablement la viabilité cellulaire et réduire la dégénérescence neuronale.

Autres informations précieuses

Avant l’application clinique, des recherches supplémentaires sont nécessaires sur les effets de l’Amorfrutine B dans d’autres types cellulaires, ainsi que sur ses effets secondaires potentiels. De plus, des expériences sur des animaux et des essais cliniques sont nécessaires pour confirmer sa sécurité et son efficacité dans les applications cliniques.

Cette étude ouvre de nouvelles perspectives et possibilités pour le traitement futur des lésions cérébrales. En régulant la fonction des cellules microgliales, l’Amorfrutine B pourrait devenir un agent neuroprotecteur efficace pour le traitement de diverses lésions cérébrales.